JP7785232B1 - 制御装置、クレーンシステム、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ごみ焼却場のクレーンに複数の動作を行わせる場合に、クレーンの複数の動作に要する時間が比較的短くなるようにする。
【解決手段】制御装置が、ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する動作計画候補設定部と、前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うシミュレータ部と、前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する動作計画決定部と、選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する制御部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本開示は、制御装置、クレーンシステム、制御方法およびプログラムに関する。

ごみ焼却場には、ピット内のごみを撹拌し、焼却炉に投入するなど、ごみを移動させるクレーンが設けられていることが考えられる。例えば、特許文献１には、ごみ焼却場のクレーンの移動経路を、進入禁止空間を考慮して生成することが記載されている。

特開２０２４－００７１５０号広報

ごみ焼却場のクレーンに複数の動作を行わせる場合、先の動作によってクレーンの吊下部（ワイヤによって吊り下げられている部分）が振り子のように振れ、次の動作時に吊下部がごみ山またはピットの壁等に衝突してしまうことが考えられる。かかる衝突を避けるために、吊下部の振れが止まるまで待って次の動作を行わせることが考えられるが、クレーンの複数の動作に要する時間が長くなってしまう。
ごみ焼却場のクレーンに複数の動作を行わせる場合に、クレーンの複数の動作に要する時間をより短くすることができることが好ましい。

本開示の目的の一例は、ごみ焼却場のクレーンに複数の動作を行わせる場合に、クレーンの複数の動作に要する時間を比較的短くすることができる制御装置、クレーンシステム、制御方法およびプログラムを提供することである。

本開示の第一の態様によれば、制御装置は、ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する動作計画候補設定部と、前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うシミュレータ部と、前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する動作計画決定部と、選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する制御部と、を備える。

本開示の第二の態様によれば、クレーンシステムは、制御装置とごみ焼却場に設けられているクレーンとを含み、前記制御装置は、前記クレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する動作計画候補設定部と、前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うシミュレータ部と、前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する動作計画決定部と、選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する制御部と、を備える。

本開示の第三の態様によれば、制御方法は、コンピュータが、ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定し、前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行い、前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択し、選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する、ことを含む。

本開示の第四の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定することと、前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うことと、前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択することと、選択された動作計画に従って前記クレーンを制御することと、を実行させるプログラムである。

本開示の態様によれば、ごみ焼却場のクレーンに複数の動作を行わせる場合に、クレーンの複数の動作に要する時間が比較的短いことが期待される。

実施形態に係るクレーンシステムの構成の例を示す図である。 実施形態に係るごみ焼却場におけるクレーンの例を示す図である。 実施形態に係る制御装置の構成の例を示す図である。 実施形態に係るトロリの移動経路の例を示す図である。 実施形態に係るクレーンの動作におけるトロリの速度の例を示す図である。 実施形態に係るクレーンの動作におけるトロリの変位の例を示す図である。 実施形態に係るクレーンの動作における、ウインチによる吊下部の巻き速度の例を示す図である。 実施形態に係るクレーンの動作における吊下部の巻き高さの例を示す図である。 実施形態に係るクレーンの動作における吊下部の横行振れ量の例を示す図である。 実施形態に係る制御装置が行う処理の手順の例を示す図である。 実施形態に係るシミュレータ部が動作計画の候補のシミュレーションを行う処理の手順の例を示す図である。 実施形態に係るコンピュータの構成の例を示す図である。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係るクレーンシステムの構成の例を示す図である。図１に示す構成で、クレーンシステム１は、制御装置１００とクレーン２００とを備える。
クレーンシステム１は、ごみ焼却場に設けられ、ごみの受け入れ、撹拌、ホッパへの投入など、ピット内のごみの移動を行う。
クレーン２００は、制御装置１００による制御に従って、ピット内のごみの移動を実行する。
制御装置１００は、クレーン２００を制御して、ピット内のごみの移動を実行させる。

図２は、ごみ焼却場におけるクレーンの例を示す図である。図２に示す構成で、ごみ焼却場３００は、クレーンシステム１と、ピット３１０と、搬入口３２０と、ホッパ３３０と、ストーカ３４０とを備える。クレーンシステム１のクレーン２００は、レール２１０とガーダ２２０と、トロリ２３０と、ワイヤ２４０と、吊下部２５０とを備える。トロリ２３０は、ウインチ２３１を備える。
また、図２には、塵芥車（ごみ収集車）４１０が示されている。

ピット３１０は、ごみを一時的に貯めておく空間である。
搬入口３２０は、塵芥車４１０からのピット３１０内へのごみの搬入の受入口である。
ストーカ３４０は、ごみの燃焼炉である。
ホッパ３３０は、ピット３１０からストーカ３４０へのごみの投入の受入口である。ホッパ３３０は投入されたごみを一時的に蓄えておき、ストーカ３４０へごみを一定量ずつ供給する。

レール２１０は、ピット３１０の上方に設けられている。
ガーダ２２０は、制御装置１００による制御に従ってレール２１０上を移動する。ガーダ２２０がレール２１０上を移動することをクレーン２００の走行とも称する。図２の例では、クレーン２００の走行は、図の奥行方向の移動となる。

トロリ２３０は、制御装置１００による制御に従ってガーダ２２０上を移動する。トロリ２３０がガーダ２２０上を移動することをクレーン２００の横行とも称する。図２の例では、クレーン２００の横行は、図の左右方向の移動となる。

吊下部２５０は、制御装置１００による制御に従ってごみを把持し放出する。以下では、吊下部２５０が爪部として構成されている場合を例に説明する。この場合、吊下部２５０は、爪を開いた状態、かつ、爪またはその一部がごみに埋もれた状態から、制御装置１００による制御に従って爪を閉じることで、吊下部２５０の内部にごみを把持する。そして、吊下部２５０は、内部にごみを把持している状態から、制御装置１００による制御に従って爪を開くことで、把持しているごみを放出する。
ただし、吊下部２５０の態様は爪部の態様に限定されず、ごみを把持および放出可能ないろいろな態様とすることができる。

ワイヤ２４０は、トロリ２３０から吊下部２５０を吊り下げる。レール２１０がピット３１０の上方に設けられていることで、クレーン２００は、ピット３１０の天井付近から吊下部２５０を吊り下げる。

ウインチ２３１は、制御装置１００による制御に従ってワイヤ２４０の巻き上げおよび巻き戻しを行い、これにより吊下部２５０の高さを変化させる。
ウインチ２３１がワイヤ２４０を巻き上げて吊下部２５０を上昇させることを、吊下部２５０の巻き上げとも称する。ウインチ２３１がワイヤ２４０を巻き戻して吊下部２５０を下降させることを、吊下部２５０の巻き下げとも称する。吊下部２５０の高さを、吊下部２５０の巻き高さとも称する。吊下部２５０の巻き高さの変化速度を、吊下部２５０の巻き速度とも称する。
クレーン２００の横行方向の吊下部２５０の振れ量を、吊下部２５０の横行振れ量とも称する。クレーン２００の走行方向の吊下部２５０の振れ量を、吊下部２５０の走行振れ量とも称する。

また、矢印Ｂ１１は、塵芥車４１０からピット３１０内へのごみの搬入の際の、ごみの移動の例を示している。塵芥車４１０が搬入口３２０からごみを搬入すると、ピット３１０内の搬入口３２０付近にごみが堆積される。

矢印Ｂ２１は、クレーン２００によるごみの受入の際の、ごみの移動の例を示している。ごみの受入では、クレーン２００は、ごみをピット３１０内の搬入口３２０付近から他の場所へ移動させる。クレーン２００がごみの受入動作を行うことで、搬入口３２０付近に堆積されたごみを他の場所に分散させることができる。

矢印Ｂ２２は、クレーン２００によるごみの撹拌の際の、ごみの移動の例を示している。ここで、新しいごみと古いごみとでは水分量が異なるなど、ごみがピット３１０内に留まっている時間などの条件によって、ストーカ３４０でのごみの燃え方が異なることが考えられる。クレーン２００がごみの撹拌動作を行うことで、ごみの燃え方の均質化を図ることができる。

矢印Ｂ２３は、クレーン２００によるホッパ３３０へのごみの投入の際の、ごみの移動の例を示している。クレーン２００は、ごみの投入動作にて、ピット３１０内のごみをホッパ３３０に投入する。例えば、ストーカ３４０でのごみの燃焼が進んでホッパ内のごみのレベルが低下すると、（すなわち、ごみの量が減少すると、）ホッパ３３０に設けられたセンサがレベル低下を検知し、制御装置１００にごみ投入要求信号を出力する。ごみ投入要求信号を受けた制御装置１００は、クレーン２００を制御してごみをホッパ３３０に投入させる。
クレーン２００によるホッパ３３０へのごみの投入は、ホッパ３３０を経由してストーカ３４０への燃料供給とも捉えることができる。

ごみ焼却場３００が、クレーン２００を複数台備えていてもよい。例えば、レール２１０上に（したがって、図２の奥行方向に）複数台のクレーン２００がレール２１０を共用するように設けられていてもよい。

図３は、制御装置１００の構成の例を示す図である。図３に示す構成で、制御装置１００は、動作計画候補設定部１１０と、シミュレータ部１２０と、動作計画決定部１３０と、制御部１４０とを備える。

動作計画候補設定部１１０は、クレーン２００の動作計画の候補を複数通り設定する。ここでいうクレーン２００の動作計画は、クレーン２００に行わせる一連の動作、または、クレーン２００に行わせる一連の動作を示すデータである。
クレーン２００に複数の動作を行わせる場合、動作計画候補設定部１１０は、クレーン２００の複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、それら複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する。
ここでいう動作パターンは、ある動作を実行するための、より具体的な動作である。

例えば、クレーン２００に、ごみの受入、ごみの投入の順に動作を行わせる場合について考える。また、ごみの受入にてクレーン２００を、ごみ山を越える位置に移動させるものとする。
この場合、動作計画候補設定部１１０は、例えば、ごみの受入の動作パターンとして、吊下部２５０を一旦巻き上げてごみ山を越えさせた後、吊下部２５０を巻き下げる第１の動作パターンと、吊下部２５０の高さは変えずに、ごみ山を迂回するようにクレーン２００を移動させる第２の動作パターンとを設定する。
そして、動作計画候補設定部１１０は、第１の動作パターンによるごみの受入と、ごみの投入との組み合わせによる第１の動作計画の候補と、第２の動作パターンによるごみの受入と、ごみの投入との組み合わせによる第２の動作計画の候補とを設定する。

動作パターンのテンプレートが予め設けられていてもよい。そして動作計画候補設定部１１０が、動作パターンのテンプレートにパラメータ値を設定することで、動作パターンを生成するようにしてもよい。動作パターンのテンプレートのパラメータは、特定の情報を示すパラメータに限定されない。例えば、動作開始時のトロリ２３０の位置および吊下部２５０の高さと、動作終了時のトロリ２３０の位置および吊下部２５０の高さとがパラメータ化されていてもよいが、これに限定されない。

また、動作終了から次の動作開始までの待ち時間も、動作パターンのテンプレートのパラメータとして設けられていてもよい。
動作計画候補設定部１１０が、動作パターンのテンプレートのパラメータの値、または、一部のパラメータの値をランダムに設定するようにしてもよい。

シミュレータ部１２０は、動作計画候補設定部１１０が設定した動作計画の候補ごとにクレーン２００の動作のシミュレーションを行う。特に、シミュレータ部１２０は、動作計画の候補に含まれる動作ごとに、トロリ２３０の動作、および、ウインチ２３１による吊下部２５０の巻き上げおよび巻き下げだけでなく、吊下部２５０の振れのシミュレーションも行う。

シミュレータ部１２０は、動作計画の候補に含まれる動作のうち２番目以降の動作のシミュレーションを行う際、その直前の動作による吊下部２５０の振れを、シミュレーションを行う動作における吊下部２５０の振れの初期値として設定する。
これにより、ある動作による吊下部２５０の振れが十分に静止するのを待つ必要なしに、その次の動作を開始することができ、この点で、動作計画の候補に従ったクレーン２００の動作に要する時間を短くすることができる。

シミュレータ部１２０が、トロリ２３０が走行と横行とを同時に行う移動もシミュレーション可能であってもよい。これにより、動作計画候補設定部１１０は、トロリ２３０が走行と横行とを同時に行う移動を含む動作計画の候補を生成することができ、この点で、動作計画の候補に従ったクレーン２００の動作に要する時間を短くすることができる。

動作計画決定部１３０は、シミュレータ部１２０によるシミュレーション結果に基づいて、動作計画の候補のうち何れか１つを選択し、選択した動作計画の候補を、クレーン２００に実行させる動作計画に決定する。例えば、動作計画決定部１３０は、動作計画候補設定部１１０が設定した動作計画の候補から、吊下部２５０の振れ量が所定の閾値を超えない動作計画の候補のうち、動作計画の候補による動作の開始から終了までの所要所間が最も短い候補を選択し、動作計画に決定する。

動作計画の候補の実行可能性について、動作計画候補設定部１１０が、動作計画の候補ごとに実行可能か否かを判定し、実行不可能と判定した動作計画を削除する、あるいは生成しないようにしてもよい。
あるいは、シミュレータ部１２０による動作計画の候補のシミュレーション結果に基づいて、シミュレータ部１２０または動作計画決定部１３０が、動作計画の候補ごとに実行可能か否かを判定するようにしてもよい。そして、動作計画決定部１３０が、実行不可能と判定された動作計画の候補を、動作計画として選択する対象から除外するようにしてもよい。

制御部１４０は、クレーン２００を制御して、動作計画決定部１３０が決定した動作計画に従って動作させる。
特に、制御部１４０は、クレーン２００の制御をフィードフォワード制御にて行う。シミュレータ部１２０がクレーン２００の動作のシミュレーションを行うことで、比較的高精度な動作計画を得ることができ、制御部１４０がクレーン２００の制御をフィードフォワード制御でおこなってもクレーン２００の動作を高精度に制御できることが期待される。
制御部１４０がクレーン２００の動作をフィードフォワード制御にて行うことで、クレーン２００の状態を検知するためのセンサが不要となり、センサの設置コストおよび運用コストを削減することができる。

図４は、トロリ２３０の移動経路の例を示す図である。図４は、ピット３１０内を天井側から見た場合の（すなわち、上側から下向きに見た場合の）、２次元座標空間を示している。

図４の横軸方向に、図に向かって右から順に１から１４までの座標値が付され、縦軸方向に下から順に１から８までの座標値が付されている。図４の例で座標示す際は、（横軸方向の座標値，縦軸方向の座標値）と表記する。
図４は、座標（１０，８）の地点Ａから、座標（１０，１）の地点Ｂへのトロリ２３０の移動を示している。
図４の横軸方向がクレーン２００の走行方向に該当し、縦軸方向がクレーン２００の横行方向に該当しているものとする。

図５は、クレーン２００の動作におけるトロリ２３０の速度の例を示す図である。図５のグラフの横軸は時刻を示す。縦軸はトロリ２３０の速度を示す。
図５は、図４に示されるトロリ２３０の移動経路でのトロリ２３０の速度の例を示している。トロリ２３０が地点Ａを出発する時刻を０とし、トロリ２３０が地点Ｂに到着する時刻をｔ１としている。トロリ２３０は、地点Ｂに到着した後は停止している。

図６は、クレーン２００の動作におけるトロリ２３０の変位の例を示す図である。図６のグラフの横軸は時刻を示す。縦軸はトロリ２３０の変位を示す。
図６は、トロリ２３０が図５に示される速度で移動したときの変位（移動距離）を示している。トロリ２３０が地点Ａを出発する時刻０から地点Ｂに到着する時刻ｔ１まで変異が増加している。トロリ２３０が地点Ｂに到着した時刻ｔ１以降は、変位は一定となっている。

図７は、クレーン２００の動作における、ウインチ２３１による吊下部２５０の巻き速度の例を示す図である。図７のグラフの横軸は時刻を示す。縦軸はウインチ２３１によるワイヤ２４０の巻き速度を示す。
図７は、トロリ２３０が図４に示される移動経路を、図５に示される速度で移動するときの、吊下部２５０の巻き速度の例を示している。ウインチ２３１は、時刻０からｔ２までワイヤ２４０を巻き戻しており、吊下部２５０の巻き速度はマイナスになっている。時刻ｔ２以降は、ウインチ２３１はワイヤの巻きを停止しており、吊下部２５０の巻き速度は０になっている。
時刻０は、トロリ２３０が地点Ａを出発する時刻である。また、時刻ｔ２は、０＜ｔ２＜ｔ１となっている。時刻ｔ１は、トロリ２３０が地点Ｂに到着する時刻である。

図８は、クレーン２００の動作における吊下部２５０の巻き高さの例を示す図である。図８のグラフの横軸は時刻を示す。縦軸は吊下部２５０の巻き高さを示す。
図８は、ウインチ２３１が図７に示される速度でワイヤ２４０を巻き戻したときの吊下部２５０の巻き高さを示している。時刻０からｔ２まで吊下部２５０の巻き高さが低下しており、時刻ｔ２以降は巻き高さは一定となっている。

図９は、クレーン２００の動作における吊下部２５０の横行振れ量の例を示す図である。図９のグラフの横軸は時刻を示す。縦軸は吊下部２５０の横行振れ量を示す。
図９は、トロリ２３０が図４に示される移動経路を図５に示される速度で移動し、ウインチ２３１が図７に示される巻き速度で吊下部２５０を巻き下げたときの、吊下部２５０の横行振れ量の例を示している。

時刻０では横行振れ量は０であり、トロリ２３０の移動および吊下部２５０の巻き下げに応じて横行振れ量が変化している。クレーン２００が停止する時刻ｔ１以降も吊下部２５０の横行振れ量は振動している。
振動によって吊下部２５０がごみ山、ピット３１０の壁、または、他のクレーン２００と衝突することや、ワイヤ２４０が絡まることを回避するために、吊下部２５０が静止してからクレーン２００に次の動作を開始させることが考えられる。しかしながら、この場合、吊下部２５０の静止に時間を要し、クレーン２００の次の動作開始が遅くなることが考えられる。クレーン２００の動作開始が遅れると、ピット３１０でのごみ受入や投入などの動作効率が低下し、ごみ焼却場に搬入されたごみのピット３１０への受入が遅れ、搬入ごみがオーバーフローすることが考えられる。また、クレーン２００によるごみの投入動作の開始が遅れると、ホッパ３３０へのごみの投入が間に合わなくなることが考えられる。

これに対し、制御装置１００では、シミュレータ部１２０は、吊下部２５０の振れが残っている状態で、吊下部２５０の振れ量をクレーン２００の次の動作の初期値として設定し、次の動作のシミュレーションを行う。動作計画決定部１３０は、例えば、吊下部２５０の振れ量が所定の閾値を超えない動作計画の候補のうち、所要所間が最も短いものを選択する。これにより、制御装置１００では、吊下部２５０の振れに対する安全性を確保し、かつ、クレーン２００の動作時間の短縮を図ることができる。

吊下部２５０が、ごみの撹拌動作時に、曲線の軌道にてごみをばら撒くようにしてもよい。ここでのごみをばら撒くことは、（吊下部２５０からごみを一か所に放出するのではなく、）吊下部２５０が移動しながらある程度時間をかけてゴミを放出することである。ごみのばら撒きは、吊下部２５０がごみを把持した状態で移動しながら、（爪部を一度に全開してごみを放出するのではなく、）爪部を少し開いてごみを少しずつ落としていくことで実行することができる。

吊下部２５０が曲線の軌道にてごみをばら撒くことで、ごみを２次元的にばら撒くことができ、ごみを一か所に放出する場合や、ごみを直線状にばら撒く場合と比較して、より均一にごみを撹拌できると期待される。

吊下部２５０の曲線の軌道は、吊下部２５０の振れを利用して実現することができる。例えば、吊下部２５０がトロリ２３０の進行方向に対して横方向に振れている場合、吊下部２５０はＳ字の軌道を描く。また、吊下部２５０がトロリ２３０の進行方向に対して横方向または斜めに振れている状態でトロリ２３０が停止すると、トロリ２３０の減速の度合いやタイミングによって、吊下部２５０は円のらせん状、楕円のらせん状、または、直線状の軌道を描く。

吊下部２５０に曲線の軌道にてごみをばら撒かせる場合、シミュレータ部１２０が、シミュレーションにて吊下部２５０の軌道を計算するようにしてもよい。シミュレータ部１２０は、吊下部２５０が把持しているごみの重量を考慮してシミュレーションを行うことで、吊下部２５０の軌道をより正確に計算することができる。
シミュレータ部１２０が、吊下部２５０が所望の軌道を描くようなトロリ２３０の動作（トロリ２３０の走行および横行）をシミュレーションまたは数値計算にて求めるようにしてもよい。

制御部１４０は、シミュレータ部１２０が取得したクレーン２００の動作に従ってクレーン２００を制御して、吊下部２５０に曲線の軌道にてごみをばら撒かせる。
例えば、動作計画候補設定部１１０が設定する動作計画の候補に含まれる複数の動作の１つがごみの撹拌となっていてもよい。

クレーン２００が、吊下部２５０が振れている状態でごみの堆積層の突き崩しを行うようにしてもよい。
ここで、ピット３１０の壁際は、安息角が大きくごみの流動性が低いため、ごみの堆積層が高く残る場合がある。かかる堆積層を突き崩す場合、吊下部２５０がピット３１０の壁に衝突しないようにする必要がある。

吊下部２５０がピット３１０の壁に衝突しないようにする方法の１つとして、クレーン２００が壁に近接する手前で、吊下部２５０の振れを十分に止めた後にクレーン２００を壁に近接させ、堆積層の上から吊下部２５０を巻き下げることが考えられる。しかしながら、この方法では、吊下部の振れが十分に止まるまで待つために時間がかかり、堆積層の突き崩しの動作が終了するまでに時間を要する。

これに対し、制御装置１００は、トロリ２３０が堆積層から見て壁と反対側に位置し、吊下部２５０が最大振幅のときに堆積層の上に位置するように、トロリ２３０の位置を調整する。そして、制御装置１００は、吊下部２５０が最大振幅のタイミングで吊下部２５０を巻き下げて堆積層に着床させ、これによって堆積層を突き崩す。
制御装置１００によれば吊下部２５０の振れが十分に止まるまで待つ必要なしに壁際の堆積層の突き崩しを行うことができ、この点でクレーン２００の稼働率を向上させることができる。

クレーン２００に、吊下部２５０が振れている状態でごみの堆積層の突き崩しを行わせる場合、シミュレータ部１２０が、シミュレーションまたは数値計算にて、吊下部２５０が最大振幅のときに堆積層の上に位置するような、クレーン２００の動作およびトロリ２３０の停止位置と、吊下部２５０を堆積層に着床させるための吊下部２５０の巻き下げのタイミングとを算出するようにしてもよい。
制御部１４０は、シミュレータ部１２０が取得したクレーン２００の動作、トロリ２３０の停止位置、および、吊下部２５０の巻き下げのタイミングに従ってクレーン２００を制御して、クレーン２００にごみの堆積層を突き崩させる。
例えば、動作計画候補設定部１１０が設定する動作計画の候補に含まれる複数の動作の１つが壁際のごみの堆積層の突き崩しとなっていてもよい。

図１０は、制御装置１００が行う処理の手順の例を示す図である。

（ステップＳ１０１）
動作計画候補設定部１１０は、複数通りの動作計画の候補を設定する。
ステップＳ１０１の後、処理がステップＳ１０２へ進む。

（ステップＳ１０２）
シミュレータ部１２０は、動作計画の候補ごとに処理を行うループＬ１１を開始する。ループＬ１１で処理の対象となっている動作計画の候補を、処理対象候補とも称する。
ステップＳ１０２の後、処理がステップＳ１０３へ進む。

（ステップＳ１０３）
シミュレータ部１２０は、処理対象候補が示すクレーン２００の動作のシミュレーションを行う。
ステップＳ１０３の後、処理がステップＳ１０４へ進む。

（ステップＳ１０４）
シミュレータ部１２０は、ステップＳ１０１で動作計画候補設定部１１０が設定した全ての動作計画の候補に対してループＬ１１の処理をおこなったか否かを判定する。未だループＬ１１の処理をおこなっていない動作計画の候補があると判定した場合、シミュレータ部１２０は、未処理の動作計画の候補に対して引き続きループＬ１１の処理を行う。一方、全ての動作計画の候補に対してループＬ１１の処理をおこなったと判定した場合、シミュレータ部１２０は、ループＬ１１を終了する。
シミュレータ部１２０がループＬ１１を終了した場合、処理がステップＳ１０５へ進む。

（ステップＳ１０５）
動作計画決定部１３０は、動作計画を決定する。例えば、動作計画決定部１３０は、ステップＳ１０１で動作計画候補設定部１１０が設定した動作計画の候補から、例えば、吊下部２５０の振れ量が所定の閾値を超えない動作計画の候補のうち、所要所間が最も短いものを選択する。
ステップＳ１０５の後、処理がステップＳ１０６へ進む。

（ステップＳ１０６）
制御部１４０は、ステップＳ１０５で動作計画決定部１３０が決定した動作計画に従ってクレーン２００を制御する。
ステップＳ１０６の後、制御装置１００は図１０の処理を終了する。

図１１は、シミュレータ部１２０が動作計画の候補のシミュレーションを行う処理の手順の例を示す図である。シミュレータ部１２０は、図１０のステップＳ１０３で図１１の処理を行う。

（ステップＳ２０１）
シミュレータ部１２０は、処理対象候補に示される動作のうち最初の動作のシミュレーションを行う。
ステップＳ２０１の後、処理がステップＳ２０２へ進む。

（ステップＳ２０２）
シミュレータ部１２０は、処理対象候補に示される動作のうち次の動作（最後にシミュレーションを行った動作の次の動作）の有無を判定する。以下では、最後にシミュレーションをおこなった動作を直前の動作とも称する。次の動作は、直前の動作の次の動作と捉えることができる。

次の動作があるとシミュレータ部１２０が判定した場合、処理がステップＳ２０３へ進む。
一方、次の動作がないと判定した場合、シミュレータ部１２０は、図１１の処理を終了する。

（ステップＳ２０３）
シミュレータ部１２０は、次の動作における吊下部２５０の振れの初期値を設定する。具体的には、シミュレータ部１２０は、直前の動作のシミュレーション終了時の振れを、次の動作における振れの初期値として設定する。直前の動作の終了時に待ち時間を設ける場合は、シミュレータ部１２０は、待ち時間経過時の振れを、次の動作における振れの初期値として設定する。
ステップＳ２０３の後、処理がステップＳ２０４へ進む。

（ステップＳ２０４）
シミュレータ部１２０は、次の動作のシミュレーションを行う。
ステップＳ２０４の後、処理がステップＳ２０１へ戻る。

以上のように、動作計画候補設定部１１０は、ごみ焼却場３００に設けられているクレーン２００の複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する。
シミュレータ部１２０は、動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作によるクレーン２００の吊下部２５０の振れを、吊下部２５０の振れの初期値として行う。
動作計画決定部１３０は、動作計画の候補ごとのクレーン２００の動作のシミュレーション結果に基づいて、複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する。
制御部１４０は、選択された動作計画に従ってクレーン２００を制御する。

制御装置１００によれば、クレーン２００の動作のシミュレーションを、その前の動作による吊下部２５０の振れを、吊下部２５０の振れの初期値として行うことで、吊下部２５０の静止を待たずにシミュレーションを行うことができる。シミュレーション結果に基づいて動作計画決定部１３０が動作計画の候補の何れかを選択することで、吊下部２５０の静止を待たずにクレーン２００に次の動作を行わせることができると期待される。
制御装置１００によれば、この点で、ごみ焼却場のクレーンに複数の動作を行わせる場合に、クレーンの複数の動作に要する時間が比較的短いことが期待される。

また、制御部１４０は、動作計画に従ってクレーン２００をフィードフォワード制御する。
制御装置１００によれば、クレーン２００の状態を検知するためのセンサが不要となり、センサの設置コストおよび運用コストを削減することができる。

また、クレーンの複数の動作は、ごみの撹拌を含む。
シミュレータ部１２０は、クレーン２００の走行および横行による吊下部２５０の曲線の軌道の動きのシミュレーションを行う。
制御部１４０は、シミュレーション結果に基づいて選択された動作計画に従って、吊下部２５０が曲線の軌道にて動くようにクレーン２００の走行および横行を制御し、吊下部２５０からごみをばら撒かせることによって、クレーン２００にごみの撹拌を行わせる。
吊下部２５０が曲線の軌道にてごみをばら撒くことで、ごみを２次元的にばら撒くことができ、ごみを一か所に放出する場合や、ごみを直線状にばら撒く場合と比較して、より均一にごみを撹拌できると期待される。

また、クレーン２００の複数の動作は、ごみの堆積層の突き崩しを含む。
シミュレータ部１２０は、堆積層がごみ焼却場３００のピット３１０の壁よりも手前になる位置にクレーン２００がある状態で、吊下部２５０の振れが最大となるときに吊下部２５０が堆積層に着床するようなクレーン２００の動作のシミュレーションを行う。
制御部１４０は、シミュレーション結果に基づいて選択された動作計画に従って、堆積層がごみ焼却場３００のピット３１０の壁よりも手前になる位置に前記クレーンがある状態で、吊下部２５０の振れが最大となるときに吊下部２５０が堆積層に着床するよう、クレーン２００の動作を制御する。
制御装置１００によれば吊下部２５０の振れが十分に止まるまで待つ必要なしに壁際の堆積層の突き崩しを行うことができ、この点でクレーン２００の稼働率を向上させることができる。

図１２は、実施形態に係るコンピュータの構成の例を示す図である。図１２に示す構成で、コンピュータ７００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）７１０と、主記憶装置７２０と、補助記憶装置７３０と、インタフェース７４０とを備える。

上記の制御装置１００またはその一部が、コンピュータ７００に実装されてもよい。その場合、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置７３０に記憶されている。ＣＰＵ７１０は、プログラムを補助記憶装置７３０から読み出して主記憶装置７２０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ７１０は、プログラムに従って、制御装置１００が処理を行うための記憶領域を主記憶装置７２０に確保する。

制御装置１００と他の装置との通信は、インタフェース７４０が通信機能を有し、ＣＰＵ７１０の制御に従って通信を行うことで実行される。制御装置１００とユーザとのインタラクションは、インタフェース７４０が入力デバイスおよび出力デバイスを有し、ＣＰＵ７１０の制御に従って出力デバイスにて情報をユーザに提示し、入力デバイスにてユーザ操作を受け付けることで実行される。

なお、制御装置１００の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、実施形態を参照して本開示について説明してきたが、本開示は上述の実施形態に限られるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、上述した実施形態を、適宜他の実施形態と組み合わせてもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する動作計画候補設定部と、
前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うシミュレータ部と、
前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する動作計画決定部と、
選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する制御部と、
を備える制御装置。

（付記２）
前記制御部は、前記動作計画に従って前記クレーンをフィードフォワード制御する、
付記１に記載の制御装置。

（付記３）
前記クレーンの複数の動作は、ごみの撹拌を含み、
前記シミュレータ部は、前記クレーンの走行および横行による前記吊下部の曲線の軌道の動きのシミュレーションを行い、
前記制御部は、シミュレーション結果に基づいて選択された動作計画に従って、前記吊下部が曲線の軌道にて動くように前記クレーンの走行および横行を制御し、前記吊下部からごみをばら撒かせることによって、前記クレーンにごみの撹拌を行わせる、
付記１または付記２に記載の制御装置。

（付記４）
前記クレーンの複数の動作は、ごみの堆積層の突き崩しを含み、
前記シミュレータ部は、前記堆積層が前記ごみ焼却場のピットの壁よりも手前になる位置に前記クレーンがある状態で、前記吊下部の振れが最大となるときに前記吊下部が前記堆積層に着床するような前記クレーンの動作のシミュレーションを行い、
前記制御部は、シミュレーション結果に基づいて選択された動作計画に従って、前記堆積層が前記ごみ焼却場のピットの壁よりも手前になる位置に前記クレーンがある状態で、前記吊下部の振れが最大となるときに前記吊下部が前記堆積層に着床するよう、前記クレーンの動作を制御する、
付記１から３の何れか一つに記載の制御装置。

（付記５）
制御装置とごみ焼却場に設けられているクレーンとを含み、
前記制御装置は、
前記クレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する動作計画候補設定部と、
前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うシミュレータ部と、
前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する動作計画決定部と、
選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する制御部と、
を備える
クレーンシステム。

（付記６）
コンピュータが、
ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定し、
前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行い、
前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択し、
選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する、
ことを含む制御方法。

（付記７）
コンピュータに、
ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定することと、
前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うことと、
前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択することと、
選択された動作計画に従って前記クレーンを制御することと、
を実行させるプログラム。

１ クレーンシステム
１００ 制御装置
１１０ 動作計画候補設定部
１２０ シミュレータ部
１３０ 動作計画決定部
１４０ 制御部
２００ クレーン
２１０ レール
２２０ ガーダ
２３０ トロリ
２３１ ウインチ
２４０ ワイヤ
２５０ 吊下部
３００ ごみ焼却場
３１０ ピット
３２０ 搬入口
３３０ ホッパ
３４０ ストーカ
４１０ 塵芥車

Claims (7)

1. ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する動作計画候補設定部と、
   前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うシミュレータ部と、
   前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する動作計画決定部と、
   選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する制御部と、
   を備える制御装置。
2. 前記制御部は、前記動作計画に従って前記クレーンをフィードフォワード制御する、 請求項１に記載の制御装置。
3. 前記クレーンの複数の動作は、ごみの撹拌を含み、
   前記シミュレータ部は、前記クレーンの走行および横行による前記吊下部の曲線の軌道の動きのシミュレーションを行い、
   前記制御部は、シミュレーション結果に基づいて選択された動作計画に従って、前記吊下部が曲線の軌道にて動くように前記クレーンの走行および横行を制御し、前記吊下部からごみをばら撒かせることによって、前記クレーンにごみの撹拌を行わせる、
   請求項１に記載の制御装置。
4. 前記クレーンの複数の動作は、ごみの堆積層の突き崩しを含み、
   前記シミュレータ部は、前記堆積層が前記ごみ焼却場のピットの壁よりも手前になる位置に前記クレーンのトロリがある状態で、前記吊下部の振れが最大となるときに前記吊下部が前記堆積層に着床するような前記クレーンの動作のシミュレーションを行い、
   前記制御部は、シミュレーション結果に基づいて選択された動作計画に従って、前記堆積層が前記ごみ焼却場のピットの壁よりも手前になる位置に前記クレーンのトロリがある状態で、前記吊下部の振れが最大となるときに前記吊下部が前記堆積層に着床するよう、前記クレーンの動作を制御する、
   請求項１に記載の制御装置。
5. 制御装置とごみ焼却場に設けられているクレーンとを含み、
   前記制御装置は、
   前記クレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定する動作計画候補設定部と、
   前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うシミュレータ部と、
   前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択する動作計画決定部と、
   選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する制御部と、
   を備える
   クレーンシステム。
6. コンピュータが、
   ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定し、
   前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行い、
   前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択し、
   選択された動作計画に従って前記クレーンを制御する、
   ことを含む制御方法。
7. コンピュータに、
   ごみ焼却場に設けられているクレーンの複数の動作の組み合わせによる動作計画の候補を、前記複数の動作のうち少なくとも１つの動作の複数通りの動作パターンに基づいて、複数通り設定することと、
   前記動作計画の候補ごとに、その動作計画の候補に含まれる各動作のシミュレーションを、その前の動作による前記クレーンの吊下部の振れを、前記吊下部の振れの初期値として行うことと、
   前記動作計画の候補ごとの前記クレーンの動作のシミュレーション結果に基づいて、前記複数通りの動作計画の候補のうちの何れかを動作計画として選択することと、
   選択された動作計画に従って前記クレーンを制御することと、
   を実行させるプログラム。